1、制造工程制造工程基础基础 作业作业 8: 切削力切削力，切削温度切削温度，切削过程优化切削过程优化 作业题：作业题： 1. 影响切屑形态的因素主要有哪些？ 参考答案：切屑形态主要影响因素有：工件材料的塑性；切削速度；刀具前角； 切削层厚度。 2. 试比较切削用量三要素对切削力、切削温度和刀具使用寿命的影响规律。已 知刀具寿命的广义泰勒公式 75. 0 25. 2 5 pc T afv C T ，求当 Vc、f、ap 分别增加 1 倍时，刀具使用寿命有何变化规律？计算结果说明什么问题？ 参考答案： 切削用量三要素对切削力、 切削温度和刀具使用寿命影响程度由大到小排列 如下： 切削力：ap、f、V
2、c 切削温度： Vc 、 f、 ap 刀具使用寿命： Vc 、 f、 ap Vc增加 1 倍，则刀具使用寿命降低为原来的%1 . 3 2 1 5 f 增加 1 倍，则刀具使用寿命降低为原来的%0 .21 2 1 25. 2 ap 增加 1 倍，则刀具使用寿命降低为原来的%5 .59 2 1 75. 0 计算结果表明，切削速度对刀具使用寿命影响最大，切深影响最小。在刀具使用 寿命确定的情况下，为了提高金属切除率，应首先选择尽可能大的 ap，然后选 择尽可能大的 f。 3. 外圆车削，工件直径100mm，工件材料为正火 45 号中碳钢，刀具材料为硬 质合金机夹刀片 （牌号为 YT15） ， 刀具几
3、何角度为 o 18， o 6 ， r 60， r 15 ， s 5 ，刀具负倒棱参数为10,6 . 0 11or mmb，刀尖圆弧半 径为mmr5 . 0 ， 刀具后刀面磨损值为 VB0.4mm， 机床型号 CA6140 车床， 主电机功率为 7.5kW，切削用量为min/150,/6 . 0,5mvrmmfmmap，求 切削时的三个分力 fpc FFF,，切削功率 m P及进给功率 f P。机床能否正常工 作及对策。 参考答案： 切削用量为min/150,/6 . 0,5mvrmmfmmap 由表 2-2 查到：单位主切削力 p=2000N/mm2; 1 Fc x；84. 0 Fc y 由表
4、 2-3 查到：进给量对主切削力修正系数9 . 0 fFc K 由表 2-4 查到：进给量对主切削力修正系数96. 0 vFc K 由表 2-7 查到：主偏角对主切削力修正系数1 rFc K 由表 2-8 查到主偏角对应的 Fp/Fc、Ff/Fc 值。表中没有 60 度，采用线性插值求 取对应值，并参考附注说明。 主偏角 Fp/Fc Ff/Fc 45 度 取小值 0.55 取中值 0.325 75 度 取小值 0.35 取中值 0.425 60 度（线性插值） 0.45 0.375 由表 2-5 查到：前角修正系数（插值） ：97. 0 0 Fc K；964. 0 0 Fp K；91. 0 0
5、 Ff K 由表 2-6 查到：负倒棱修正系数：10. 1 brFc K；30. 1 brFp K；80 . 1 brFf K 由表 2-9 查到：刀尖圆弧半径修正系数：1 Fcr K ；11. 1 Fpr K ；9 . 0 Ffr K 由表 2-10 查到：刃倾角修正系数：1 sFc K；15. 1 sFp K；1 sFf K 由表 2-11 查到：磨损量修正系数：09. 1 VBFc K；12. 1 VBFp K；12. 1 VBFf K 由切削力经验公式可以计算得到： )(602909. 11110. 197. 0196. 09 . 06 . 052000NFc )(415012. 11
6、5. 111. 130. 1964. 045. 096. 09 . 06 . 052000NFp )(321012. 119 . 080. 191. 0375. 096. 09 . 06 . 052000NFf 切削功率)( 1 .151000/60/1506029kWvFP ccm 进给功率： )(015. 01000000/6 . 060/ 1000/100 150 3210kWf d v FvFP c ffff 所需总功率大于机床电机功率，机床不能正常工作。 对策：1）提高电机功率，如选择 20kW 电机；2）减小切削用量，如选择 3mm 注意： 1、有的同学使用公式 Fc Fc yx pFcc faCF计算基础的主切削力，这是要注意两个 问题：1）式中的 Fc C不是单位主切削力 p，而应该取 1640；2）不应该再乘以 进给量对主切削力修正系数9 . 0 fFc K 2、计算结果可以有一定的误差（由于插值方法不同） ，但误差不宜过大（不超过 10%）
